11.4 Spirtə qıcqırma
Bir çox maya və mikroorqanizmlər üçün şəkərləri spirtə
qıcqırtma xarakterikdir. Bu prosesdə qlükoza son məhsul olaraq
etil spirtinə və karbon qazına parçalanır. Qlikozanın spirtə qıcqır-
ma prosesi qlikoliz prosesinin mərhələlərinə çox oxşardır. Ancaq
son mərhələlərdə bəzi fərqli cəhətlər ayrılır. Belə ki, piroüzüm
308
turşusu ilk mərhələdə piruvatdekarboksilaza fermentinin təsiri ilə
dekarboksilləşərək asetaldehidə və CO
2
-yə parçalanır. Bu proses-
də piruvatdekarboksilaza fermenti onun koferment hissəsi tiamin-
pirofosfat (karboksilaza) və Mg
2+
ionu fəallaşır.
Bu reaksiya tam dönər olmaması ilə xarakterikdir. İkinci
mərhələdə asetaldehid alkonoldehidrogenazanın təsiri ilə reduk-
siya olunaraq etanola çevrilir. Bu prosesdə qliseralaldehid-3-
fosfatın oksidləşməsindən alınan NADN + H
+
reduksiyaedici kimi
təsir edir.
Nəticədə spirtə qıcqırmanın son məhsulu etil spirti və kar-
bon qazı molekuludur. Bu prosesi ümumi şəkildə aşağıdakı kimi-
dir.
O
H
ATF
CO
OH
CH
CH
F
ADF
O
H
C
n
2
2
2
3
6
12
6
2
2
2
2
2
2
mol
Coul
K
G
9
,
156
0
Qlikoliz prosesində olduğu kimi o qədər çox enerji alın-
mır.
11.5 Karbohidratların aerob parçalanması
(piroüzüm turşusunun mübadiləsi)
Aerob (oksigenli şəraitdə) parçalanmada qlükozadan əmə-
piruvatdekarboksilaza
CH
3
─C─COOH CH
3
─CHO + CO
2
║
O
alkoholdehidrogenaza
CH
3
─CHO CH
3
─CH
2
OH + NAD
+
+ NADN + H
+
309
lə gələn süd turşusu iki istiqamətdə çevrilməyə məruz qalır.
Birinci istiqamətdə süd turşusunun
5
1
hissəsi CO
2
və H
2
O
oksidləşir, ikinci istiqamətdə süd turşusunun qalan hissəsi qliko-
genə çevrilir. Həm anaerob, həm də aerob parçalanmanın müəy-
yən mərhələləri eyni fermentlərin (kinazalar, mutazalar, dehidro-
genazalar və s.) təsiri ilə baş verir. Anaerob və aerob oksidləşmə
yolları arasında sıx əlaqə vardır.
Aerob prosesdə (tənəffüs prosesində) süd turşusu birinci
mərhələdə oksidləşməklə dekarboksizləşməyə məruz qalır. Bu
reaksiyanı molekul kütləsi 4,5 ∙ 10
6
Da olan kompleks ferment-
piruvatdehidrogenaza kataliz edir. Oksidləşməklə dekarboksizləş-
mə reaksiyasının mexanizmi demək olar çox mürəkkəbdir. Ancaq
ümumi şəkildə onu aşağıdakı kimi təsəvvür etmək olar.
Oksidləşmə reaksiyası nəticəsində asetilkoenzim A mole-
kulunda enerji mənbəyi olan makroergik rabitə yaranır. Bu rabitə
hesabına enerji hesabına asetilkoenzim adi və trikarbon turşuları
siklinə qoşulur.
Asetilkoenzim A həmişə toxumalrada olan oksalat sirkə
turşusu ilə kondensləşir və limon turşusu əmələ gəlir, nəticədə
asetil-koenzim A azad olur. Əmələ gəlmiş limon turşusu bir sıra
çevrilmələrə məruz qalır. Bu çevrilmələrdə 4 reaksiya dehidro-
genləşmə, 2 reaksiya isə dekarboksizləşmə yolu ilə baş verir.
O
Piruvatdehidrogenaza
H
3
C− C− COOH + NAD
+
+ HS − KoA
O
CH
3
– C ~ S − KoA + NADN + H
+
+ CO
2
Asetilkoenzim A
310
Həmçinin bir sıra dehidratlaşma və hidratlaşma reaksiya-
ları bu spesifik fermentlərin katalitik təsiri baş verir. Bu çevrilmə-
lərin nəticəsində limon turşusunun mərhələli şəkildə oksidləşərək
oksalat sirkə turşusuna çevrilir. Deməli toxumalarda limon turşu-
sunun əmələ gəlməsi və oksidləşməsi ―dövri‖ xarakter daşıyır.
Limon turşusunun toxumadaxili dövranı alınır. Bu haqda ilk fikir
söyləyən alman alimi Q. A. Krebsin şərəfinə Krebs sikli adlanır.
Krebs sikli aerob şəraitdə toxumadaxili tənəffüsdə müm-
kündür. Piroüzüm turşusunun oksidləşməklə dekarboksizləşməsini
ümumi şəkildə açağıdakı kimi təsəvvür etmək olar.
mol
Coul
K
G
1
,
163
CH
3
COO
─
+
½O
2
+KoASN+3ADF+3F
n
→ CH
3
COSKoA+2H
2
O+CO
2
+ATF;
311
Əmələ gəlmiş piroüzümasetil-KoA trikarbonturşuları sik-
linə sitoxrom sisteminin köməyi ilə qoşulur, ən sonda isə CO
2
və
H
2
O parçalanır.
Di- və trikarbon turşuları qoşulan bütün mürəkkəb ferment
sistemi mitoxondriyalara elektron və protonların daşıyıcısı rolunu
oynayır.
11.6 Karbohidratların oksidləşməsinin pentozofosfat
yolu (apotomik oksidləşmə)
Karbohidratların apotomik oksidləşməsinin (parçalanması-
nın) öyrənilməsində O. Varburqun, F. Lipmanın, F. Dikkensin,
B. Xareneyrinin və B. Engelhardın böyük rolu olmuşdur. Bu pro-
sesi təşkil reaksiyaları hüceyrələrin sitoplazmasında baş verir.
Apotomik oksidləşmə prosesinin əvvəlində qlükolitik par-
çalanmada olduğu kimi qlükozanın (və ya qlikogenin) fosforlaş-
ması nəticəsində qlükoza-6-monofosfat efiri əmələ gəlir. Bu
mərhələdən sonra qlükolitik və apotomik parçalanma bir-birindən
ayrılır. Bu prosesdə qlükoza-6-fosfat ikinci dəfə fosforlaşma
prosesinə uğramır. Karbohidratların oksidləşməsinin pentozofos-
fat yolu ilə qlükoza-6-fosfatın oksidləşməsi ilə başlayır. Bu pro-
sesdə qlükoza-6-monofosfat efirinin birbaşa oksidləşməsi nəticə-
sində ribuloza-5-fosfat və CO
2
əmələ gəlir.
Qlükoza-6-fosfatın ribuloza-5-fosfata çevrilməsi bir neçə
mərhələdən ibarət olan fermentativ prosesdir.
İlk mərhələdə qlükoza-6-fosfat dehidrogenaza fermentinin
təsiri ilə hidrogensizləşərək 6-fosfoqlükonolakton əmələ gətirir.
NADF isə qlükoza-6-fosfatdan ayrılan hidrogen atomlarını qəbul
312
edib, NADF H
2
-yə çevrilir. Bundan sonra reaksiya mühitində olan
qlükon – laktoza fermentinin təsiri ilə 6-fosfoqlükonlaktondan
eyni adlı turşu əmələ gəlir.
İlk mərhələdə qlükoza-6-fosfat molekulu qlükoza-6-
fosfatdehidrogenaza və NADF
+
iştirakı ilə 6-fosfoqlükonolaktana
çevrilir. Bu proseslər aşağıdakı kimidir:
O O
C C
OH
H OH H OH
Qlükonolaktonoza
HO H O + H
2
O HO H
H OH H OH
H H OH
OH OH
CH
2
−O−P=O CH
2
−O−P=O
OH OH
6-Fosfoqlükonolakton 6-Fosfoqlükon turşusu
H OH O
C C
H OH H OH
Qlükoza-6-fosfat-
HO H O + NADF
+
dehidrogenaza
HO H O + NADFN + H
+
H OH H OH
H H
OH OH
CH
2
−O−P=O CH
2
−O−P=O
OH OH
Qlükoza-6-fosfat 6-Fosfoqlükonolakton
313
Sonrakı prosesdə 6-fosfoqlükon turşusu NADF (dehidro-
genazanın kofermentidir) təsiri ilə dehidrogenləşməyə və dekar-
boksizləşməyə məruz qalır və nəticədə bir molekula CO
2
ayrıl-
maqla ribuloza-5-fosfata çevrilir.
Əmələ gəlmiş ribuloza-5-fosfat karbohidrat mübadiləsinə
qoşulur. Bu proseslər mürəkkəb biokimyəvi reaksiyalarla baş ve-
rir. Riboza-5-fosfat çoxlu sayda qısa izomerləşmələrə məruz
qalaraq ksiloza-5-fosfata, həmçinin transaldolaza və transketolaza
fermentlərinin təsiri ilə iki, üç, dördkarbonlu fosfatın nümayəndə-
lərinə keçir. Son mərhələdə yenidən riboza-5-fosfat yenidən
qlükoza-6-fosfata çevrilir. Hesablamalar göstərir ki, 6 molekul
qlükoza-6-fosfatdan 5 molekul qlükoza-6-fosfat alınır. Bir mole-
kulu tamamilə parçalanmaya məruz qalır. Bu prosesin bütün
reaksiyalarının cəmini ümumi şəkildə belə ifadə etmək olar.
6 qlükoza-6-fosfat+12NADF
+
+7H
2
O → 6CO
2
+H
3
PO
4
+12NADFH+
+12H
+
+5 qlükoza-6-fosfat
Karbohidratların pentoza fosfat yolu ilə parçalanması za-
COOH CH
2
OH
H−C−OH
C=O
HO−C−H + NADF
+
H−C−OH + NADFN + H
+
+ CO
2
H−C−OH H−C−OH
OH
H−C−OH CH
2
−O−P=O
OH OH
CH
2
−O−P=O
OH
6-Fosfoqlükonat turşusu
Ribuloza-5-fosfat
Fosfoqlükonal-
dehidrogenaza
(dekarboksilləşmə)
314
manı azad olan hidrogen atomlarının NADF-lə birləşməsi fizioloji
cəhətdən yüksək əhəmiyyətə malikdir.
Pentozafosfat yolu ilə parçalanmaya insan və heyvan toxu-
malarının hamısında təsadüf olunur. Ən çox qaraciyər, böyrəküstü
vəzilər, piy toxuması, limfa düyünləri, eritrositlər və s. toxuma-
larda apotomik oksidləşmə prosesi baş verir. Bitkilərin yaşıl hissə-
lərində və mikroorqanizmlərdə təsadüf olunan fotosintez prosesin-
də apotomik oksidləşməni kataliz edən fermentlərin mühüm rolu
vardır. Bu və ya digər orqanizmin ayrı-ayrı orqan və toxuma-
larında oliqosaxaridlərin və polisaxaridlərin anaerob və aerob isti-
qamətləri arasında əlaqə mövcuddur. Bu əlaqəni şəkildəki sxem
əsasında müəyyən etmək olar.
Karbohidratların natamam və oksidləşmə reaksiyalarının
ümumi tənliyini aşağıdakı kimi təsəvvür etmək olar.
Ə
la
q
əl
i
çe
vr
il
m
ə
Aerob
Anaerob
Piroüzüm turşusu
Ribuloza-5-fosfat
POLİSAXARİD
OLİQOSAXARİD
MONOSAXARİD
HEKSOZOFOSFAT
PENTOZOFOSFAT
Qlükoza-1-fosfat
Qlükoza-6-fosfat
Qıcqırma
Qlikoliz
Tənəffüs
Tənəffüs
Şəkil 69 . Polisaxarid və oliqosaxaridlərin parçalanması sxemi
.
315
1) Natamam oksidləşmə:
a) qıcqırma
O
H
ATF
CO
OH
H
C
ADF
PO
H
O
H
C
2
2
5
2
4
3
6
12
6
2
2
2
2
2
2
b) qlikoliz
O
H
ATF
COOH
OH
CH
CH
ADF
PO
H
O
H
C
2
3
4
3
6
12
6
2
2
2
2
2) Tam oksidləşmə
a) qlikotomik istiqamət (yol), üsul
ATF
H
FAD
H
NADN
CO
O
H
FAD
NAD
ADF
PO
H
O
H
C
4
2
2
10
10
6
2
2
10
4
4
2
2
4
3
6
12
6
b) apotomik istiqamət (yol) üsul
H
NADFN
PO
H
ADF
CO
NADF
O
H
ATF
O
H
C
12
12
6
12
7
4
3
2
2
6
12
6
Hər prosesdə əmələ gələn ATF molekulasının miqdarı
aşağıdakı kimidir.
Cədvəl 15.
Karbohidratların
parçalanma yolu
Sintez olunan ATF
molekullarının sayı
Qıcqırma
2
Qlikoliz
2
Tənəffüs prosesində:
Dixotomik yol (istiqamət)
38
Apotomik yol (istiqamət)
35
Beləliklə karbohidrat mübadiləsi enerji cəhətdən sərfəli
olanı dixotomik və apotomik yolla baş verən oksidləşmədir. Bu
zaman maksimum sayda ATF molekulu əmələ gəlir.
Bir molekula qlükozanın parçalanması nəticəsində ATF
molekulun makroergik rabitələrində dixotomik yolla parçalan-
mada 1140 Kcoul (30 KC∙38 mol ATF), apotomik yolla parçalan-
316
mada isə 1050 Kcoul (30 KC∙35 mol ATF) ehtiyyat enerji
şəklində toplanır. Qıcqırma və qlikoloiz proseslərində az miqdar-
da ATF molekulu olduğundan enerji ehtiyyatı minimum toplanır.
11.7 Fruktoza və qalaktozanin mübadilə
xüsusiyyətləri
Bağırsaqlardan sorulmuş fruktoza və qalaktoza qapı venası
ilə qaraciyərə gətirilir. Onların bir hissəsi qaraciyərdə kimyəvi
çevrilmələrə məruz qalır, digəri isə qan vasitəsilə müxtəlif orqan
və toxumalara gedib, orada mübadilə prosesinə qoşulur. Fruktoza
və qalaktozanın mübadiləsi qlikolitik parçalanma kimi gedir.
Lakin onların parçalanmasının bir sıra fərqləndirici xüsusiyyətləri
də vardır.
Fruktoza ya qeyri-spesifik heksokinazanın, ya da spesifik
təsirli fruktokinaza fermentinin təsiri ilə qlikolitik parçalanmaya
bilər. Heksokinaza fermenti fruktozanı fosfat qalıqlarının donoru
vəzifəsini daşıyan ATF-in iştirakı ilə, qlikolitik parçalanmanın
aralıq məhsullarından biri olan fruktoza-6-fosfata çevirir. Onun
növbəti çevrilmələri isə adi qlikolitik yol ilə davam edir. Əzələ-
lərdə fruktoza əsasən, bu yolla qlikolitik parçalanma prosesinə
qoşulur. Qaraciyərdə fruktozaya təsir göstərən spesifik fruktokina-
za fermenti tapılmışdır. Əzələlərdə bu fermentin olub-olmaması
hələlik mübahisəlidir. Orqanizmə daxil olmuş fruktozanın 20%-ə
qədəri bu fermentin təsiri ilə katalizə uğrayır. Qaraciyər fruktoki-
nazasının təsiri heksokinazanın təsirindən fərqlənir. Onun təsiri
altında fruktoza əvvəlcə fosfat turşusu qalığı ilə birləşib, fruktoza-
1-fosfata çevrilir. Bu reaksiyada da ATF iştirak edir:
317
İkinci mərhələdə fruktoza-1-fosfat fruktoza-1-fosfataldola-
za fermentinin təsiri ilə dihidroksiasetonfosfata və qliserin aldehi-
dinə parçalanır:
H H
HC─OH HC─O F
│ │
C═O C═O
│ │
HO─CH HO─CH
│ + ATF → │ + ADF
HC─OH HC─OH
│ │
HC─OH HC─OH
│ │
HC─OH HC─OH
H H
Fruktoza Fruktoza-1-fosfat
H OH
HC─O─P═O
│ OH
C═O OH
│ O
HO─CH CH
2
O─P═O + C─H
│
aldolaza
│ OH │
HC─OH C═O CHOH
│ │ │
HC─OH CH
2
OH CH
2
OH
│
HC─OH
H
Fruktoza-1- Dihidroksiaseton Qliserin
fosfat fosfat aldehidi
318
Üçüncü mərhələdə qliserin aldehidi triozokinazanın təsiri
ilə fosforlaşaraq, fosfoqliserin aldehidinə çevrilir. Bundan sonra
əmələ gəlmiş dihidroksiasetonfosfat və fosfoqliserin aldehidinin
mübadiləsi qlikolitik oksidləşmə-reduksiya prosesində təsvir
edildiyi kimi davam edir. Sərbəst fruktozadan bitki toxumlarında
saxarozanın sintezi üçün istifadə oluna bilər. Saxarozanın sintezi-
nin əsas yollarından biri uridindifosfatqlükoza ilə fruktozanın
qarşılıqlı təsirindən ibarətdir:
Burada təsadüf edilən UDF-qlükoza monosaxaridlərin
―aktiv‖ formalarından biridir. O, müvafiq fermentlərin təsiri altın-
319
da asanlıqla bir sıra maddələrlə reaksiyaya bilir. Məsələn, süd
vəzilərində laktozanın əmələ gəlməsinə səbəb olur. Bu reaksiya
fruktoza ilə UDF-qlükoza arasında gedən reaksiyaya oxşardır.
Qalaktozanın qlikolitik yolla parçalanmasında da UDF-
qlükozanın rolu vardır. Toxumalarda olan qalaktoza mübadilə
prosesinin ilk mərhələsində qalaktokinaza fermentinin təsiri ilə
qalakto-1-fosfata çevrilir.
Burada əmələ gələn qalaktoza-1-fosfat UDF-qlükoza ilə
reaksiyaya girərək, onun tərkibindəki qlükozanı qlükoza-1-fosfat
efirinə çevirir, özü isə UDF-lə birləşir. Bu reaksiyanı kataliz edən
ferment heksoza-1-fosfat-uridil-transferaza adlanır:
Toxumalarda UDF-qalaktoza qalaktoza-1-fosfatın bilava-
sitə UTF-lə qarşılıqlı təsiri nəticəsində də əmələ gələ bilər. Bu
reaksiya qaraciyərdə qalaktoza-1-fosfaturidiltransferaza fermen-
tinin katalizatorluğu şəraitində baş verir:
Əmələ gəlmiş UDF-qalaktoza uridin-difosfatqlükoz-
izomeraza (epimeraza) fermentinin təsiri ilə dönər reaksiya üzrə
UDF-qlükozaya çevrilir:
Beləliklə, toxumalarda olan qalaktoza yalnız uridindifosf-
fatqalaktoza şəklinə düşdükdən sonra qlükozaya çevrilə bilir.
Heksozafosfat-uridiltransferaza və uridindifosfatqlükoz-izomeraza
fermentləri eyni bir zülal funksyasının tərkibinə daxildir. Onları
bir-birindən ayırmaq hələlik mümkün olmamışdır. Bu ferment
sisteminin anadangəlmə pozğunluğu qalaktozemiya və qalaktozu-
Qalaktoza + ATF
aza
qalaktokin
qalaktoza-1-fosfat + ADF
UDF-qlükoza + qalaktoza-1-fosfat → UDF-qalaktoza +
+ qlükoza-1-fosfat
UDF-qalaktoza
epimeraza
UDF-qlükoza
Qalaktoza-1-fosfat + UTF → UDF-qalaktoza + H
4
P
2
O
7
320
riya ilə müşayiət olunan irsi xəstəliyin əsasını təşkil edir.
Dostları ilə paylaş: |